这就要从发动机和变速器的机械传动原理的角度给予解释，发动机转速Ne，变速器传动比i，车速Ve之间满足下列关系式，Ve=k*Ne/i，k是一定值。当车速一定时，发动转速和变速器传动比成正比，传动比越小，发动机转速越低，变速器传动比越大，发动机转速越高，所以，同一车速条件下，不同的变速器挡位，发动机转速也是不一样的。变速器档位数量越多，代表着变速器的传动比范围越大，发动机转速控制范围会变得更加精准。
根据发动机油耗MAP图可以发现，发动机的油耗与转速、承载的扭矩息息相关，当转速和扭矩达到最合适的位置时，比如图中的A点，发动机的燃油效率可以达到最佳的状态，而变速器档位数量越多，车辆在正常行驶过程中，发动机越容易向最佳燃油效率区间靠拢，车辆的油耗自然而然会降低。现在很多混动车辆也都是按照这个原理控制发动机工作区间的。
根据上述理论分析可以发现，变速器挡位数量越多越好，但其实并非如此，变速器挡位数量越多，说明变速器内部齿轮数量越多，变速器在机械传动过程中，其传动系统变得更加复杂，并且变速器控制系统的复杂性也成倍增加，这导致多档位AT变速器存在两方面的缺陷：成本增加和可靠性下降。所以，AT变速器的发展是有限度的，现在最高发展到10AT变速器。